بندال امگا (Omega Block): این نوع از سامانه بندالی شبیه به حرف یونانی امگا Ω است و همان گونه كه در شكل مشاهده می شود در مركز آن سامانه پرفشار عظیم الجثه ای به نحوی استقرار یافته كه پشته ای از آن به سمت شمال كشیده شده است و گردش های چرخندی در جنوب غربی و جنوب شرقی آن دیده می شوند . بنابراین در مركز بندال وضعیت جوی خوب با هوای خشك و باد ملایم همراه است كه هوا نیز از حالت معمول، گرم تر است . اما وضعیت جوی در ا طراف آن ب ه واسطه وجود ناوه ها دارای آسمانی ابر ی ، بارانی و توفانی است . چون این وضعیت های جوی خشك و یا بارانی روزهای متوالی در منطقه حاكم خواهند بود . در نتیجه ، پیش بینی این نوع از سامانه آسان تر از انواع دیگر است. در زمستان این بندال سبب می شود كه هوا سردتر و مرطوب تر از معمول باشد.
اين نوع از بندال گاهي به صورت پشته ساكن با دامنه بلند روي نواحي مرزي مابين اقيانوس ها و قاره ها و به خصوص روي سواحل غربي ايالات متحده امريكا ديده مي شود كه در اين هنگام چرخندهاي عبوري از روي اقيانوس آرام به عرض هاي بالاتر مهاجرت مي كنند و در نتيجه براي نواحي انگليس و شمال غربي اقيانوس آرام هوايي خشك و معتدل به ارمغان مي آورد. چون بارشبرف در نواحي كوهستاني در طي اين نوع بندال كاهش داشته، در نتيج ه در فصل هاي بهار و تابستان بعدي انتظار خشكسالي مي رود . اساساً اين نوع از بندال با وضعيت جوي داغ، خشك و هواي گرفته همراه است.
بندال ركس (Rex Block): اين نوع از سامانه بندالي شبيه به حرف S است كه نخستين بار در 1950 دانيل اف ركس آن را معرفي كرد. در اين سامانه همان گونه كه در شكل 5 مشاهده مي شود، پشته قوي از سامانه ة پرفشار در شمال ناوه قوي از سامان ة كم فشار مستقر است و شارش ابتدا حول پشته و سپس حول ناوه طوري جريان دارد كه هوا مطابق شكل در مسيري منحني اما در امتداد يك طول جغرافيايي از عرض هاي جغرافيايي بالا به سمت عرض هاي پايين آورده مي شود. براي اين كه ذرات هوا در اين مسير باقي بمانند، سرعت باد در سمت شرق كاهش مي يابد. ساز و كار اين نوع از بندال طوري است كه براي عرض جغرافيايي كه داراي ويژگي هو اي سرد در شمال و هواي گرم در جنوب آن است، مقدار گراديان نرمال دما را كاهش مي دهد و در نتيجه از سرعت باد ناحيه بندال مي كاهد. همين امر منجر به حركت آهسته سامانه مي شود.
بريده پرفشار يا حلقه آتش جريان شكن ( Ring Of Fire / Cutoff High): در فصل تابستان كشيدگي از پرفشار برمودا -آزورز روي جنوب شرقي ايالات متحد امريكا ديده مي شود كه اگر جت استريم ضعيف باشد و جبهه هاي سرد كانادايي نيز حضور نداشته باشند اين حالت روزهاي متوالي برقرار است. در اين حالت هواي مركز سامانه پرفشار بسيار پايدار است ولي كلاهك لبه هاي سامانه به حدي ضعيف است كه اجازه مي دهد تا در بعد از ظهر، پديده، همرفت به وقوع بپيوندد. اين پديده همرفت به صورت حلقه اي حول سامانه پرفشار ديده خواهد شد. توفان هاي تندري بعد از ظهري نيز در جهت ساعت گرد حول سامانه مي چرخند. در اين هنگام توفان تندري همانند حلقه آتشي در امتداد سواحل خليج مكزيك و كماني از توفان ها نيز از دشت هاي بزرگ واقع در نواحي شرقي كوه هاي راكي به سمت ايالت هاي اطراف درياچه هاي بزرگ نظير ميشيگان، اوهايو، مينه سوتا، وسكانز، اينديانا و الينويز كشيده مي شود. البته حلقه آتش در اصل يك واژه زمين شناسي و به معني وقوع زلزله و آتشفشان در لبه هاي مرزي خشكي ها است، اما در هواشناسي منظور همان توفان هاي تندري است. در شكل 6 نمونه اي از اين حالت ارائه شده است، در اين نوع از سامانه ، بارش فقط در مناطق لبه هاي سامانه ديده مي شود.
بندال دو قطبي يا شارش شكافته شده (Split Flow): اين حالت زماني ديده مي شود كه مركز ارتفاع زياد روي يك مركز ارتفاع كم قرار مي گيرد و به همين لحاظ معروف به بندال دوقطبي است (بلواشتاين، 1993). چون جريان اصلي پيرامون بندال منشعب مي شود به آن بندال شارش شكافته شده نيز مي گويند (جف حبي، 2002). سامانه جت استريم در مواجه با اين بندال مجبور مي شود كه در دو مسير متفاوت به حركت خود ادامه دهد و با انشعاب آن، سامانه هاي هواشناسي نيز در محل انشعاب تحت تأثير نزديك ترين شاخه جت قرار مي گيرند و در آن جهت ادامه مسير مي دهند. بنابراين هر چرخندي كه از سمت غرب به اين ناحيه نزديك شود يا از روي پشته و يا از سمت ناوه خواهد گذشت و بالطبع تضعيف خواهد شد. اما الگويي كه در منطقه مابين دو جت مستقر است در همان جا متوقف مي شود و در واقع پديده بندال شكل مي گيرد. در شكل 7 مراحل شكل گيري آن ارائه شده است. اين نوع بيشتر روي سواحل غربي اروپا و امريكاي شمالي ديده مي شود. وردش افقي در گرمايش سطحي و پستي و بلندي، نقش مهمي در ايجاد اين نوع از بندال دارند (بلواشتاين، 1993).
بندال بريده كم فشار (Cutoff Low): اين نوع بندال معمولاً زماني شكل مي گيرد كه جريا ن هاي شديد سطوح فوقاني جو به عرض هاي جغرافيايي بالاتر انتقال يابند و بخشي را كه به صورت سامانه اي بسته و كم ارتفاع با چندين كنتور بسته فعاليت دارد ، ترك كنند. در هواشناسي سامانه به جا مانده را بريده كم فشار مي نامند. وضعيت جوي در اين حالت وخيم تر از بندال نوع ركس است و ممكن است چندين روز در محل باقي بماند و براي ناحيه تحت پوشش خود، بارش، هواي ابري و مر طوب به ارمغان آورد. در شكل زير نمونه اي از اين سامانه نشان داده شده است. در مواردي كه به طور همزمان ، اين بريده كم فشار روي نقشه هاي 850، 700، 500 و 300 هكتوپاسكال ديده شوند، به آن ها كم فشار با هسته سرد مي گويند. زماني كه مركز كم فشار به طور قائم طوري روي هم چيده شده باشد كه در همه ترازها داراي موقعيت جغرافيايي يكسان باشد، در 850 هكتوپاسكال سردترين دماها ديده مي شوند، در 700 هكتوپاسكال ناحيه جبهه و بيشينه فرارفت تاوايي پتانسيلي در سمت راست كم فشار ديده مي شود و روي نقشه 500 هكتوپاسكال نيز بيشينه تاوايي به طور قائم در مركز سامانه انباشته مي شود كه بيانگر بسته بودن و اكلوده شدن سامانه است. در برخي از موارد روي نقشه 300 هكتوپاسكال چندين جت رگه اي پيرامون كم فشار ديده مي شوند كه به سرعت در حال چرخيدن هستند اما در مركز سامانه، باد افقي ديده نمي شود.
با استفاده از كنتورهاي 500 هكتوپاسكال به سهولت مي توانيم تشخيص دهيم (واتسون و همكاران، 2002) كه بندال شكل گرفته است يا نه؟ بدين منظور با استفاده از روابطي مقدار گراديان ارتفاع ژئوپتانسيل را در عرض هاي جغرافيايي بالا و پايين محاسبه مي كنند.
كه در روابط مربوطه GU و GL به ترتيب مقدار گراديان در عرض هاي جغرافيايي بالا و پايين اند كه برحسب متر بر درجه عرض جغرافيايي است.
سامانه بندال در جايي و زماني شكل مي گيرد كه حداقل پنج روز متوالي در ناحيه اي به وسعت بيش از20 0 طول جغرافيايي شرايط زير برقرار شد:
1- (m deg (lat بر حسب GU < −10
1- (m deg (lat بر حسب GL ≥ 0
وايدنمن شاخص شدت بلاكينگ يا مقدار BI (مقدار عددي آن از 1 تا 10 است) را گسترش مي دهد. بر اين اساس، هرچه اين مقدار نزديك به 10 باشد، بلاكينگ هاي قوي تر و هر چه به يك نزديك باشد، بلاكينگ هاي ضعيفتري خواهيم داشت.
امروزه در سطوح فوقاني جو چهار الگوي گردشي شناخته شده است كه عبارت اند از:
1. جريان هاي شرقي استوايي كه پيرامون استو ا، از شرق به غرب جريان دارند.
2. كمربند پرفشار حاره اي كه بين عر ض هاي جغرافيايي 25-15 درجه شمالي قرار دارد.
3. جريان هاي غربي كه از عرض جغرافيايي 25 درجه به سمت قطب ديده مي شوند.
4. گردش كم فشار قطبي كه پيرامون قطب جريان دارد.
ايران در محدوده عرض هاي جغرافيايي 45 - 25 درجه شمالي قرار دارد و در نتيجه تحت تاثير جريانات غربي خواهد بود.
جريان هاي غربي با چندين موج موسوم به امواج راسبي در سطوح مياني و فوقاني جو پيرامون كره زمين ديده مي شوند.
حال، برخي اوقات در روند عادي حركت اين جريانها وقفه اي پيش مي آيد كه روزها و حتي هفته ها طول مي كشد. در اين مواقع معتقدند كه الگوي بندالي شكل گرفته است.
سامانه هاي بندالي كه روي اقيانوس اطلس و به ويژه در شرق اين اقيانوس شكل مي گيرند، در اغلب موارد بدون عبور از روي تركيه و ايران از سمت اروپاي مركزي به سوي عرض هاي بالا حركت مي كنند . ولي، خوشبختانه سامانه هاي بندالي كه ايران را متاثر مي سازند، اغلب آنهايي هستند كه در منطقه مديترانه شكل گرفته اند.
امواج راسبي داراي دو مولفه اند كه يكي در جهت شمال - جنوب و ديگري در جهت شرق - غرب است. اگر مولفه نخست ضعيف باشد، جريان با اندكي نوسان به طرف بالا و پايين ، تقريباً به موازات مدارها خواهد بود كه شارش داراي شاخص بالا است و مداري ناميده مي شود . شارش هوا مابين كم فشار قطبي و كمربند پرفشار حاره اي با امواج كوتاه تر جريان دارد و چرخندها و واچرخندهاي سطحي به سرعت به سمت شرق منتقل مي شوند. اما، اگر مولفه دوم غالب باشد ناوه ها و پشته هاي عميق شكل مي گيرند و جريان، نصف النهاري ناميده مي شود كه داراي شاخص پايين است و در آن هواي سرد عرض هاي شمالي به سمت عرض هاي جنوبي آورده مي شود و برعكس. در واقع اين جريان در راستاي متوازن سازي توزيع انرژي ناهمگن جو رفتار مي كند. برخي از اوقات اين جريانات نصف النهاري، همانند رودخانه اي كه در هنگام مواجه شدن با مانع در خميدگي مسير خود بركه اي را ايجاد مي كند، بخشي از شارش هوا نيز در برخورد با مانع از شارش اصلي به صورت بريده كم فشار (cut-off low) و يا بريده پرفشار (cut-off high) جدا مي شود. به سامانه هاي ي كه از گردش غربي اصلي بريده مي شوند، سامانه هاي بندالي اطلاق مي شود . اين سامانه ها ممكن است ر وزها و حتي هفته ها در يك ناحيه پا برجا باشند. در مرحله بلوغ الگوي بندالي ، معمولاً جهت گيري دو قطبي مراكز ارتفاع، زياد و كم به طور نصف النهاري است و ناهنجاري در مقادير ارتفاع هاي ژئوپتانسيلي ترازهاي مياني و بالاي جو به خوبي نمايان است. اين حالت اغلب با واچرخند سطحي همراه است، به بندال پرفشار شهرت دارد.
در مناطق تحت پوشش سامانه پرفشار قوي، به واسطه سرعت كم حركت اين سامانه نسبت به سامانه كم فشار، مي توان انتظار وقوع بندال را در آن ناحيه داشت. البته سامانه كم فشار نظير چرخند قوي اقيانوسي كه مقدار عظيمي از هواي گرم استوايي را همراه با جريانات خود در خط مرزي جناح شرقي سامانه به سمت عرض هاي بالا مي برد نيز ممكن است بندال را به وجود آورد.
برخي از هواشناسان معتقدند كه بندا ل ها نتيجه اي از برهم كنش تشديد شده امواج پستي و بلندي واداشته (در مقياس سياره اي) با امواج آزاد (هم ديدي مقياس) هستند و برخي الگوهاي بندالي را امواج منزوي مي دانند (بلواشتاين، 1993 ). اما علت اصلي به وجود آمدن بندال از نظر ديناميكي هنوز براي هواشناسان به خوبي مشخص نيست.
تاثير بندال در اقليم ايران
بررسي زمان وقوع بندال هاي اقيانوس اطلس در طي سال هاي 1989 تا 1997 نشان مي دهد كه بيشترين تعداد وقوع اين پديده به ترتيب در ماه هاي دسامبر، آوريل،ژانويه، نوامبر، سپتامبر، مارس، فوريه و اكتبر بوده است كه بيشتر با فصول زمستان و بهار منطبق است اما، مكان وقوع سامانه هاي بندالي در ترازهاي مياني و بالا و به خصوص در نزديكي سطح وردايست در نواحي حوزه هاي شرقي اقيانوس هاي آرام ، اطلس ، غرب امريكاي شمالي و اروپا است.
بررسي مكان هاي چرخندزايي نيز نشان مي دهد كه بيشتر چرخندهايي كه به واسطه وجود بندال در غرب مديترانه و يا اقيانوس اطلس شرقي شكل گرفته اند از روي اروپا و تركيه به سمت عرض هاي بالا حركت مي كنند، از نظر بارش تأثيري روي كشور ما ندارند و فقط گرما و خشكسالي به ارمغان آورده اند. همچنين بررسي موقعيت بندال ها نشان مي دهد كه بيشترين تعد اد چرخندزايي در شرق مديترانه صورت گرفته است. نمونه سامانه هاي بندالي كه چرخندزايي آنها در درياي مديترانه تأثيري در ايجاد بارش در ايران ندارد و فقط گرما و خشكسالي به ارمغان مي آورد، نقشه هاي 500 هكتوپاسكال چند نمونه از آنها در شكل زير ارائه شده است. در اين شكل به جز مورد مربوط به 19 نوامبر 1989، بقيه سامانه ها از نوع بندال ركس اند.
نقشه هاي 500 هكتوپاسكال چند نمونه از سامانه هاي بندالي كه منجر به گرم شدن و خشكسالي در ايران شده اند. در شكل، مركز ارتفاع كم با L و مركز ارتفاع زياد با H نشان داده شده است.
چند مورد از سامانه هاي مؤثر بر بارش ايران را كه در ايران منجر به سيل شده اند و آمار مربوط به سيل آنها در وزارت كشور موجود بود انتخاب شده است. نقشه هاي 500 هكتوپاسكال و سطح متوسط درياي آنها با موقعيت جت استريم در سطح 200 هكتوپاسكال در زير ارائه شده است. در بررسي اين سامانه هاي بندالي موارد زير مشهود بودند:
سامانه بندالي فوريه 1993 ، در اين سامانه ابتدا كم فشار 1012 ميلي بار مديترانه اي از غرب وارد كشور شده است اما با نفوذ پرفشار به شمال غربي ايران و استقرار پرفشار در شرق ايران در روزهاي بعد، هسته ثانوي كم فشار مديترانه اي از سمت سودان به جنوب و جنوب غربي كشور وارد شده است . اين سامانه چون مدتي روي درياي عمان و خليج فارس مستقر بوده لذا با كسب رطوبت از دريا بارش خوبي را به همراه داشته است. بارش سامانه از 2 تا 6، از 11 تا 15 و 20 تا 21 فوريه با بيشينه هاي 4.5iicm.day−1 در 2 فوريه، 6.5iicm.day−1 در 4 فوريه و 4.0iicm.day−1 در 20 فوريه بوده است كه منجر به جاري شدن سيل در 11 بهمن 1371 در خرم آباد و ياسوج؛ در 13 بهمن 1371 و در 14 بهمن 1371 در سطح استان هاي خوزستان، بوشهر، هرمزگان و فارس؛ در 11 الي 15 بهمن 1371 در سطح استان كرمان؛ در 16 بهمن 1371 در نيك شهر در سيستان و بلوچستان شده است.
نقشه هاي 500 هكتوپاسكال و سطح متوسط درياي آنها با موقعيت جت استريم در سطح 200 هكتوپاسكال 3 فوريه 1993
سامانه بندالي نوامبر 1993، پرفشار در اين سامانه به صورت طاقي روي درياي خزر تا شرق درياي مديترانه كشيده شده است و بارش سامانه بيشتر در نيمه غربي و شمال ايران از 10 تا 14 و از 24 تا 29 نوامبر ادامه داشته است كه شدت آن 3.5iicm.day−1 در 13 نوامبر و 2.6iicm.day−1 در 24 نوامبر بوده است . اين سامانه در 6 آذر 1372 منجر به سيل در انديمشك و بستان؛ در 20 آبان 1372 منجر به سيل در بندرانزلي؛ در 22 آبان 1372 منجر به سيل در سطح استان گيلان شده است.
نقشه هاي 500 هكتوپاسكال و سطح متوسط درياي آنها با موقعيت جت استريم در سطح 200 هكتوپاسكال 24 نوامبر 1993
سامانه بندالي آوريل 1994، سامانه كم فشار با استقرار پرفشار 1030 هكتوپاسكال در شمال درياي خزر و پرفشار 1025 هكتوپاسكال در شرق ايران در مسيري كانالي شكل كه از جنوب غربي تا شمال شرقي ايران كشيده شده است از كشورخارج مي شود. بارش سامانه از 11 تا 17 و از 26 تا 30 آوريل در نيمه غربي كشور بوده است كه در 6 ارديبهشت 1373 با بارش باران و تگرگ منجر به جاري شدن سيل در جوانرود كرمانشاه و در همين روز با بارش شديد باران و جاري شدن سيلاب در شهرهاي بافت و بردسير كرمان همراه بوده است.
نقشه هاي 500 هكتوپاسكال و سطح متوسط درياي آنها با موقعيت جت استريم در سطح 200 هكتوپاسكال 14 آپريل 1994
سامانه بندالي ژانويه 1996، كم فشاري كه در مديترانه شرقي شكل گرفته است با استقرار پرفشار در شمال اروپا و شمال ايران از مسير خود به عر ض هاي پايين منحرف شده و با عبور از روي شمال افريقا از سمت درياي سرخ و عربستان از جنوب غربي وارد ايران شده است. اين سامانه از روز 5 ژانويه تا 2 فوريه در نيمه غربي كشور با بارش همراه بوده است كه بيشينه آن در روز 11 ژانويه حدود 6iicm.day−1 در بخش هاي جنوب غربي و جنوب كشور بوده است كه منجر به جاري شدن سيل در شهرهاي تابعه هرمزگان در 22 دي 1374، در شهرهاي تابعه خوزستان در 28 دي 1374 و دهدشت واقع در كهكيلويه و بويراحمد در 16 دي 1374 شده است.
نقشه هاي 500 هكتوپاسكال و سطح متوسط درياي آنها با موقعيت جت استريم در سطح 200 هكتوپاسكال 12 آپريل 1996
سامانه بندالي دسامبر 1997، در 16 دسامبر جت قوي از روي جنوب ايران و در روز بعد جتي نيز از روي شمال ايران در حال حركت است . بارش سامانه از 5 تا 20 دسامبر در نيمه غربي و جنوبي كشور بوده است كه منجر به جاري شدن سيل در سطح استان سيستان و بلوچستان در 15 آذر 76 شده است.
نقشه هاي 500 هكتوپاسكال و سطح متوسط درياي آنها با موقعيت جت استريم در سطح 200 هكتوپاسكال 20 دسامبر 1997
بررسي ها نشان مي دهد، در مواردي كه پرفشارهاي قوي روي سيبري و آزورز داراي محور غرب به شرق بوده اند و به عرض هاي پايين گسترش داشته اند، سامانه هاي كم فشاري به اجبار از عرض هاي پايين و از روي ايران عبور كرد ه اند اما در مواردي كه پرفشار روي آزورز زبانه اي روي شرق اروپا داشته است كم فشار مديترانه اي به دو هسته تقسيم شده است كه يكي از روي تركيه و عراق به غرب ايران نزديك و ديگري به روي شمال افريقا كشيده شده است و با عبور از روي سودان و درياي سرخ از سمت عربستان به منطقه ايران وارد شده و به مسير خود ادامه داده است. در مواردي كه اين دو روي ايران به هم ملحق شده اند و روزهاي متوالي در ايران توقف داشتند، بارش هاي سيل آسا در ايران و به خصوص در مناطق غرب، جنوب غربي و جنوب ايران رخ داده است اما، در مواردي كه دو پرفشار قوي از هم فاصله داشته اند. كم فشار مديترانه اي از بين آنها به سمت عرض هاي بالا حركت كرده است و در اين حالت بارش هاي خوبي در نيمه غربي ايران رخ داده است. در مواقعي كه پرفشار قوي سيبري داراي زبانه اي روي عرض هاي پايين و به خصوص روي ايران بوده است. كم فشار وارد ايران نشده و سامانة بندالي، فقط گرما و خشكسالي براي ايران به ارمغان آورده است.
بررسي ها نشان مي دهد كه چرخندهايي كه در مسير شرق در حال حركت اند با شكل گيري بندال به سمت شمال يا جنوب مسير اصلي خود تغيير جهت مي دهند و در نتيجه براي نواحي كه در مسير اصلي حركت چرخند قرار دارند، به علت كاهش يافتن بارش برف در مناطق كوهستاني در طي وقوع پديده بندال، در فصل هاي بهار و تابستان بعدي خشكسالي هاي شديدي و براي نواحي ناوه ها و نيز به واسطه ريزش هواي سرد قطبي به آن ناحيه، زمستان هاي بي نهايت سرد به ارمغان آورده اند.
پس بندالي شدن سامانه هاي جوي مي تواند به توقف حركت الگوهاي هواشناسي منجر شود كه در طي آن الگوهاي حاكم بر جو نيز روزها و حتي هفته ها در محل خود باقي مي مانند. در اين حالت، وقوع پديدهايي نظير سيل، خشكسالي، دماهاي بالاي نرمال، دماهاي پايين نرمال و ديگر فرين هاي جوي محتمل هستند. پس شناسايي وقوع آنها در آغاز گسترش، حائز اهميت است و با آگاهي از آن مي توان با اطمينان بيشتري وضعيت جوي را براي چند روز آينده پيش بيني كرد.
براي اطلاعات از آخرين اطلاعات پديده بلاكينگ به آدرس زير مراجعه نمائيد:
http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/precip/CWlink/MJO/block.shtml